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“人手一架无人机”时代即将到来

日期:2017/7/5 阅读 ( 9991 )【 来源 : 新民周刊 】
阅读提示:总有一天,无人机将会和手机一样成为人们生活的标配。家家都有机器人,人人都有无人机的时代即将到来,你准备好了吗?
撰稿|肖 虎
 
       随着信息技术的高速发展,无人机技术发生了巨大的变化。从遥控飞行器(RPV)到无人驾驶飞机(UAV),再到无人宇宙空间监视(UAS),无人机技术已然迈向了一个新的高度。
  在近几年的局部战争中,无人机在伊拉克和阿富汗的使用获得成功被大肆宣传。受此激励,除了南极洲,地球上每个大洲的国家都在制造或迫不及待地要购买无人机。美媒一篇题为《全世界无人机需求高涨》的文章称,在全球市场上,目前已经有4000种无人机在销售。美国仍将是最大的无人机客户,占据全球市场的45%。但无人机的制造和采购增长并不局限于西方。中国对无人机的投入,从量上说甚至超过美国。
  美国《航空周刊》杂志网站6月23日发表文章《在巴黎航展展示翼龙II 中国在无人机市场的获胜宣言》,文中称,中国在巴黎航展高调展示了1:1尺寸“翼龙2”无人机模型,这架模型周边环绕着中国自行研制的配套武器,吸引了相当的注意力。人们已经习惯于看到中国在西方军火展会上展示缩比模型,这次的全尺寸模型则是首次看到,这表明了中国在无人机领域日益强大的自信。
     那么,目前的无人机都在往哪个方面发展呢?
 
六大发展趋势
 
  首先是以战场侦察和打击结合为主要目的的无人机。在美国无人机的发展路线图中,无人机被分为小中大和无人作战四种类型,完成的任务也被分为18种。其中,侦察、精确目标定位和指示总是排在第一位和第二位。
  现在,无人机肩负着国家哨兵的重任。世界上装备的无人机中大约80%都是侦察机,具体工作包括图像侦察(可见光、红外、光谱、雷达、激光)、信号侦察、气象水文、磁、核生化等等。将侦察和打击两种模式结合在一起,能够很好地实现“发现即摧毁”的作战模式。这种将武器打击模块嵌入到侦察无人机中的解决思路备受军方关注。像捕食者、猎人和死神这样的无人侦察机已经开始应用这种模式。
  其次是以火力打击和空中对抗为主要需求的无人作战飞机。例如,像人们比较熟悉的X47B,它是在美国福特级航母上配套使用的无人作战飞机;还有由法国牵头,六国共同参与研制的“神经元”无人作战飞机。另外,还有英国“雷神”和俄罗斯“电鳐”。
  第三个趋势则是以特种侦察和“蜂群”作战为主要目标的微小型无人机系统。微型和小型无人机都有严格的定义,比如美国规定,微型无人机是指外形尺寸介于鹰和大型蝗虫之间的无人机,小型无人机是指起飞总重量大于2.3公斤,小于25公斤的无人机。
  近年来,随着新型技术的出现,微小无人机异军突起。现在,人们可以看到各类小型机,例如像蚊子和蝴蝶这样的昆虫仿生无人机。这样的无人机主要应用在特种部队“蜂群”作战上。“蜂群”作战已经成为了美军重要的发展方向,从2015年3月开始,美国海军就已经开始测试低成本无人机蜂群作战技术(LOCUST)。该项目采用廉价的“郊狼”型无人机重量在6公斤左右,时速到到145公里,由无人机大炮接连发射升空。目前,已经测试9架无人机自主编队飞行,计划2016年夏季进行30架规模的蜂群作战测试。
  第四个趋势是以新型动力技术为主要突破的超高速无人机和超长航时系统。超高速无人机一般是指巡航速度大于5马赫的无人机(1马赫大约是1200公里/小时),这种无人机需要通过火箭发动机、航空发动机和超燃冲压发动机组合实现超高速飞行。超长航时无人机一般是指续航时间在48小时以上的无人机。这个层次的无人机和人们通常所说的消费级无人机在超长航时上的概念是完全不一样的,它的动力能源问题将通过太阳能、燃料电池、氢发动机和核动力来解决长航时的问题。
  例如,在氢发动机无人机系统方面,美国波音公司研制的创造性的液氢动力无人机——“鬼眼”,它采用两台2.3升4缸发动机,每台发动机可以产生150匹马力。可在2万米高空持续飞行4天,持续执行监视和侦察任务。而且它非常环保,产生的副产品只有水。这款无人机已于2012年6月实现首飞,继续在加利福尼亚州爱德华兹空军基地测试。
  在核动力长航时无人机系统方面,美国科学家已经完成了新一代核动力无人机的理论和可行性研究。核动力新技术不仅能让无人机连续飞行时间从“天”增加到“月”,还能给无人机武器、控制等系统增加动力。因其超长的续航时间,能大大减少后勤支持成本。目前正在开展提高核反应堆安全性的相关工作,未来必将给无人机动力技术带来革命性的变化。
  在激光和微波输能长航时无人机系统方面,美国洛克希德·马丁公司与美国激光动力公司于2012年就在一款小型无人机上成功测试了一种新型激光输能系统,无人机续航时间达到了48小时,而原来只具备2小时的续航时间。
  除此之外,还有一种无人机是采用火箭助推、无动力滑翔的方式飞行。这种无人机是什么概念呢?也就是说,通过火箭把无人机带到大气层的临界位置,然后以一定的角度和速度砸向大气层,实现乘波飞行。这个方式类似于玩“水上漂”,就是把薄石片以一定的速度和角度打到水面上,让石子在水上漂行,而大气层就相当于水面。无人机在这种状态下,速度可以达到20马赫。
  臭鼬工厂副总裁阿尔·罗米格说过,速度是新的隐身手段,超高速飞行器将成为游戏的改变者。这种无人战机一旦投入使用,将改变战争形态和“游戏规则”,使现有的攻防体系发生重大变革,既有的防御手段将面临被“清零”的危险,将会形成新的战略威胁。
  第五个趋势则是无人机系统的智能化。无人系统面临的九项瓶颈技术,其中互操作性、自主性、通信、安全、传感器、计算机等六项都与信息技术密切相关。大数据、云计算、物联网(含互联网)等新兴信息技术产业发展,正在深刻影响着无人机技术的变革。无人机作为空中移动的传感器节点,能够在大地测绘、国土资源调查、气象探测、交通监管、工林业生产、物流运输、个人消费等领域产生海量的数据。依托大数据技术进行综合开发利用。
  目前的无人机在执行察打结合任务的时候,还需要技术人员来通过屏幕远程操作,观察物体是不是目标,能不能进行打击,而我们对未来无人机的要求是它能够自己进行判断并进行打击,这也是无人机应用的最高境界。
  第六个趋势则是以低空空域为依托的民用无人机。目前,除了主流航空企业在开展无人机业务外,大量的互联网公司如亚马逊、谷歌、Facebook,Gopro,腾讯、小米等也开始开始涉足无人机领域。研究应用领域非常的广泛,遥感探测类的数字地球感知是最重要的研究项目,接着是在国土调查、气象探测和交通监管和安全(搜捕、营救、反恐除爆)等领域,然后是在工农林业生产领域,最后是在物流运输领域。其中,无人机在工农林业生产领域是的应用非常巨大。美国研究无人机市场的时候提出,农业绝对会成为无人机的主导市场。除了无人机在主流市场的应用外,未来,娱乐也会成为无人机的消费领域。
  所以,我们能够看到无人机的应用之深、应用之广。总有一天,无人机将会和手机一样成为人们生活的标配。家家都有机器人,人人都有无人机的时代即将到来,你准备好了吗?
 
中国六款先进的无人机
 
  “翔龙”无人机是由中国自主研究和设计的一种大型无人侦察机。“翔龙”高空高速无人侦察机全机长14.33米,翼展24.86米,机高5.413米,正常起飞重量6800公斤,任务载荷600公斤,机体寿命暂定为2500Fh。巡航高度为18000米—20000米,巡航速度大于 700公里/小时;作战半径2000—2500公里,续航时间最大10小时,起飞滑跑距离350米,着陆滑跑距离500米。
  “翔龙”无人机最大的特色在于它采取了罕见的连翼布局,这在中国飞机设计史上是一个大胆的突破。该机具有前翼、后翼两对机翼,并且前后翼相连形成一个菱形的框架。前翼翼根与前机身相连,向后掠并带翼梢小翼;后翼翼根与垂尾上端相连,向前掠并带下反角;后翼翼尖在前翼翼展70%处与前翼呈90°连在一起。与常规飞机相比,连翼飞机具有结构结实、抗坠毁能力强、抗颤振能力好、飞行阻力小、航程远等优点。
  “翔龙”无人侦察机在机体设计上也与美国的“全球鹰”高空长航时监视无人机非常相似,机身尾部背鳍上装有复合材料发动机舱,进气口形状为半椭圆形。机头上部同样是巨大的流线水泡形绝缘罩。任务载荷装在机头下部。起落架也为可收放的前三点起落架。
  “翔龙”无人机还大量采用复合材料,机翼设计采用菱形布局,机身上曲线连续而光滑,都符合减小RCS反射面积的原则。总体来说,飞行高度达到20000米的时候,像“萨姆”-2这类射程为40公里左右的导弹,顶多只能防御阵地外侧不足15公里左右的半径范围,而“爱国者”1/2也不足30公里。无人机在这个高度可以使用光学侦察设备在防区外观察,如果有合成孔径雷达还可以距离得更远,系统生存力非常高。
  “翔龙”无人机目前能够保证具有10小时以上的留空时间,巡航飞行速度超过750公里/时,比“全球鹰”快15%以上,有效任务载荷为650公斤,比“捕食者”大一倍多。
  天翅高空无人侦察机,又称作“天翼3”无人机。全机长8.9米,全机高3.44米,最大起飞重量2350公斤。战时用来执行战术侦察与监视任务,获得的侦察情报实时传输到地面测绘站,为部队快速机动作战提供情报保障,平时进行巡逻与监视,为边、海防服务。
  彩虹-3是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。这款无人机体形较大,其翼展8米,机长5.5米,起飞重量达640公斤;有效载荷60公斤,最大载荷100公斤,可携带光电侦察设备甚至AR-1型空地导弹;巡航高度3000至5000米,最大升限6000米,较普通无人机更优秀,配备3点式起落架,可以从跑道起飞,而其他无人机通常只能弹射起飞;采用活塞式发动机,滞空时间长达12小时,最大航程2400公里,许多载人战机都难以企及。
  彩虹-3挂载的AR-1型空地导弹,更是全世界头一种专为无人机开发的类似武器。该弹性能类似着名的美制“小牛”导弹,采用惯性加GPS复合制导,重量仅45公斤,弹头装有6.8公斤高能混合炸药,最大破甲厚度为1.4米。彩虹-3挂载这种对地攻击利器后,完全可以打击敌方坦克、固定工事等目标。
  “长鹰”无人机则是我国首款大型长航时无人机。“长鹰”长航时无人机研制成功,使我国无人机实现了由近中程、短航时,向远程、长航时的历史性跨越。长航时无人机被誉为“大气层内的人造卫星”,带来了当代战争模式的深刻变革。
  翼龙无人机是一架中低空军民两用、长航时多用途无人机,装一台100马力活塞发动机,具备全自主平轮, 翼龙无人机式起降和飞行能力。翼龙无人机可携带各种侦察、激光照射/测距、电子对抗设备及小型空地打击武器。可执行监视、侦察及对地攻击任务等任务,也可用于维稳、反恐、边界巡逻等。此外,翼龙无人机也可广泛应用于民用和科学研究等领域,如灾情监视、辑毒走私、环境保护、大气研究,以及地质勘探、气象观测、大地测量、农药喷洒和森林防火等。
  翼龙无人侦察机于2005年5月开始研制,2007年10月完成首飞,2008年10月完成性能/任务载荷飞行试验。依数据来看,该机性能酷似美军著名的“捕食者”无人攻击机,该机因以善于在伊拉克和阿富汗制造“斩首行动”而闻名。据了解,该机虽然性能不亚于美军“捕食者”,但价格却远比对方低得多。
  当今世界航空装备正向无人化、隐身化、智能化和精准化的趋势发展,美军已将无人作战飞机投入战场使用,很多国家也将无人作战飞机作为未来装备发展的重点。国产“利剑”无人机验证机是结合我国国情和无人机技术发展而研制的一种新型、高性能对地攻击型无人作战飞机。
  “利剑”隐身无人机是继美国X-47和欧洲多国联合研制的“神经元”无人机之后,现有的第三种该类型无人机。这也使中国成为第三个掌握隐身无人机技术的国家,该机目前已经做好进行试飞的准备。报道称,该型无人机为解放军空军和海军航空兵执行作战任务而设计,它还可以被用来沿着漫长的偶尔引发争议的边界执行侦察任务。
  目前,实现隐身无人机应用和实战的国家只有1个,即美国。实现隐身无人机首飞的有2个国家:美国和法国。已经制造出原型机的国家有3个:中国、美国和法国。存在隐身无人机发展计划的国家有6个:中国、美国、法国、英国、俄罗斯和印度。另外,进行隐身无人机研究的国家有4个:瑞典、意大利、以色列和伊朗。 
  隐身无人机俱乐部显然是一个门槛较高的“技术大国会所”。
 
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